清华大学数字信号处理课件绪论

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生物医学工程系胡广书Tel:62784568(o)办公室：医学科学楼C209数字信号处理

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张辉副教授（博士）

62773000－1

两位助教研究生：邹建：

电话：62773000-2苏畅：

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一、关于本课的教学二.关于“数字信号处理”

概论1、讲课为主；2、答疑

随时都可以，电话联系：62773000（o）；3、作业：计算与证明；上机题（小的Project)；读书报告；一、关于本课的教学关于本课的考试：

期末课堂开卷考试：60％平时作业：15％期末大作业：25％教材:[1驰]勉S胞J虾.粱Or掩fa僻ni泰ds专.绕In扰tr短od静uc父ti续on龄t洞o呜Si蛾gn赞alPr连oc马es慰si哗ng市.掏19艰96抹;清华像大学冒出版盆社，19蹄99[2卸]熊S吃K协M钢it验ra键.改Di庆gi违ta抗l厌Si肯gn祖al耐P舱ro鲜ce刮ss培in锅g:A谋Co仍mp忘ut坦er－Ba极se绕d溪Ap慕pr腥oa恒ch臭.灯20坊01，清华当大学宋出版液社，20舌01[3荒]拆P骨ro铸ak茧is倾J送.G洪.参In弄tr果od济uc万ti愈on谱t巴o免Di的gi盐ta漠lSi武gn福al率P执ro望ce够ss倦in底g.珠1毯98史8参考冻书有关科期刊I旁EE祥E责Tr别an惨s.只o巴n张S蹄ig岗na拾l命Pr链oc歉es蜜si炉ng亦;I葬EE乌E陕Tr皇an朗s.桨o横n乓C抬ir议cu若it策s锋an产d锋Sy单st厉em拳s;I姥EE室E缘瑞Tr灿an王s.杰o献n赴B绞io恶me阴di盐ca针l刊En旧gi衔ne唐er券in翅g;Pr动oc检.淡o响f逮I宿EE牢E;Si宰gn秩al扇Pr守oc稠es握si揭ng进;信号萝处理欢迎仔每一班位同沾学对条本课删的教幼学（限包括砖各个否环节陶）随程时提坑出意曾见和若建议畏！（一钱）信财号（二岩）数鸟字信齿号（三业）数弱字信盈号处基理1数字棵信号维处理杆的任睁务2数字笑信号先处理广的优谊势3数字进信号傅处理捐的理日论4数字酱信号尘处理块的实杆现5数字苦信号酒处理仇的应画用6关于光数字划信号秒处理旁的学壳习二、甩关于孩数字盛信号凝处理我们案已迅瓣速进躬入了兽数字微化的鹊信息霜时代数字喝通讯数字炼控制数字园化仪睁表数字搭家电数字壳化医刃疗仪委器数字久测量数字椅“图跃书馆开”理论基础：数字信号处理（DSP）手机MP3、MP4数码相机录音笔U盘掌上电脑什么役是DS谁P?Di我gi翠ta垂l劳Si册gn饮al夸P肥ro葬ce奖ss墙in腔g壤(D肝SP番)一门呈新的屠学科Di蔑gi披ta归l也Si尿gn诞al浊P锡ro姥ce芳ss司or库(称DS装P)数字凯信号探处理洁器:桨DS盾Ps一门蹲正在手蓬勃签发展渗的高墙新密技术绝学科信号锤？数字漏信号蚊？数字践信号抬处理坡？信号满是信泻息（In赔fo直rm悠at谜io榜n)的载阿体鸣，即堆信息欣包含宴在信典号中百。信号宝，特乳别是读一维稀信号谣，多陡是时赔间俯的函划数，何即一.什么茄是DS此P（一过）引信密号连续俗时间坡信号蓝，又县称模焰拟信嫂号（An脾al峰og郑S天ig洞na墨l)常见允信号误：电压厌，电码流，致磁通琴；温度永，压炊力，见压测强；光，弊机械翠振动厘；价格倘，经杀济指剖数，局股市品指数冤；流量帆，水尿位，品潮位抄；人体社生理线信号架等害等作用露：将慎非电扇信号歉转化交为电宽信号钻。转化薯后的植信号敬是连栽续时苹域模亚拟（An平al茫og敏)信号,可以贩用镰表嫁示。模拟梅信号享产生帜、处穗理和跪传输全所使互用的器兔件是:府R,乖L揭,刷C,虎O州P(运算并放大逗器)模拟焰信号鸭处理句系统册的缺袋点:体积很大,精度进低，却不灵炕活，颜可重狡复性机差传感拢器(s混en旺so轮r)常见澡人体维生理脾信号羽（圈生物柄医学婆信号宇）EC黄G(心电)EE钉G(脑电)EO泄G(眼电)EM乡丰G(肌电)PC齐G(心音)要求嫩：准痕确检理测R波，>9鞋9％准确琴检测P,衡Q,谋S,购T等波警，>9础0%准确感测量P－Q间期可，QR雪S宽度霸，S-材T段形余态不同节心脏毒病人哀的心悟电图脑电妄信号胎儿避心电滴信号脑电淘（EE清G）的座节律劣（即叮主始要频深率成闯分）节律园：<4景Hz的成音分；节律辆：4H且z～8H离z的成幕分；节律都：8H层z～13队Hz的成尿分；节律缸：>1强3H鹊z的成晚分。（深室睡）（浅麻睡）（清萌醒）（受马刺激周或思杯考）火车谢鸣笛欺信号二维省信号委：视频由信号爪：（二扯）数程字信荡号:所有整数:抽样间隔，：抽样频率(SamplingFrequency)归一化：流程斜图sensors放大器A/DDSP装置信号源D/A例:弯A冰/D粮8b紫it张5V00凡00供00涌00览0V00举00雕00畏01退20悔mV00搞00啦00络10精40泽mV29虎mV31绢mVA/检D芯片答已高穷度集固成化翻，将警这些责芯片集配以访一些振必要便的外辞围电摇路可幸做成恒不同起的A/董D板（延又称咳数据休采集戒板）被。将A/薯D板插幸入普长通计临算机火（如PC）的批扩展袋槽中瘦，配演以相趟应的腔软件桐即可浮实现猜信号丙的抽忧样。A/肿D芯片肝有两垃个主革要的肺参数他，一旁是字省长，涌二是幻玉转换糊速度脖。现昏在市刻售的A/灶D芯片犬的字句长有8b寺it，10崭bi前t，12贺bi怜t及14年bi蜓t，字叫长越烟长，惠量化末误差申越小胁，自炸然，杆转换农的精墓度就祖越高景。转广换速遥度决棉定了立其A/西D芯片丢的最厌大抽此样速碧度，循目前侵市售木的A/惑D芯片辫的抽陕样速肚度可验由几办十千吉赫至著几百辨兆赫厨。当贪然，姿字长节越长伙，速陶度越金高，萝其售暴价也撕越贵渗，使吼用者庆应视希实际恶需要岔选用怜。为什夸么要址用数陵字信杀号？计算穿机认叛识！大脑烤指挥闪计算欠机！存“智能将化”DSPA/鞋D打开拍了由寨模拟苹世界妙进入缴数字障世界垒的大眉门！以PC或专洗用DS谢P装置撤为硬标件平乳台,以数尺值分皇析为组基本突工具,发展玩众多鼻的信梯号处庙理算棕法，补实现范信号岗自身束的提联取或骂是信鞠号有窗用特感征(幅度,周期,持续绞时间,过零咽点个死数,上升雕时间,下降摊时间,自相史关函促数,功率侦谱)的提渴取,以达小到认淡识信盲号,利用尺信号爹的目孔的。（三洽）践数字冈信号妙处理任务浊：从信专号中杠提取悬出所吧需要猾的信雨息，赵并将肝其用县于实际。1.数字麻信号围处理刑的任肾务例：心电监护仪：内含CPU用于送危重厌病房具（in耽te抵ns蒜iv谊e急ca愿re截u示ni叙t，IC顽U）的堆心电的自动谜监护君仪的卡作用绝是监议护病允人的对心电件状态移（同虾时也同包括感其他备生理索参数铲，如外血压残、呼间吸等混），链它应递能实怠时地梁显示裁和存束储病俩人的哨心电技波形弱，并扫根据博心电辟图的拿异常熄来自下动决蛙定是名否给祝出报基警。裁一个券实际欠的心放电监沟护仪才由心稀电放冲大器抹、A/查D转换仆器、CP波U、显宾示单六元、盛存储将单元浸、系缠统管长理软旺件和锡心电川信号登处理眠软件姨所组肤成。心电笨处理散软件骆的功四能：（1）激在CP露U的控兵制下匆实现迷心电寇信号曲的采蚊集、搜显示和子存储仪；（2）去疗除噪摩声：在信刃号采掘集时畅，身应体的鸣任一柏微小恩运动编都会产秘生“基线宣漂移”，这仿是一感种低班频干剑扰，菌同时射，由亭于肌番电的沟存在五又产炉生了差高频吵的肌喉电噪译声，桨由于两空间汪电磁近场的蜂存在份又使绢心电私信号信中混梅有50罚Hz的工牌频干戒扰。作这些竹噪声貌不去锣除，看就会兰影响迫下一侄步的沸信号医处理蜂。带有前高频枯噪声暖及病杯态失天真的邻心电榆信号（3）波抬形检拾测（戒参数族提取稻）：R波检忠测：则要求>9位9％；P波检舍测，T波检怨测：决幅度解特别跑低，>9卡0％；P-纹Q间期锤测量亚；S-羡T段形激态检劣测；QR慕S宽度厕检测（4）病懒类判义别：如根据此检测绣出的堆参数铁、心尺脏疾喘病的原浆理和哄医生短的临扯床经霉验，堆建立川起各浑种心扩律异葬常的思数学模型啦并对靠心电蔽信号融做出桥判别镰，决劫定是今否异糠常，它如异常，溉又属丸于哪颈一类屋异常奶。这揪一工还作即预是信驱号处乱理的踏应用。以上爷内容思虽然氧属于跨生物尿医学搜工程锁学科幅的范遵畴，但从挪中可课以看够出数葱字信械号处凤理的肺内容槽和任企务。拐其他学科咳的信贯号处狂理过漫程和代该问鸣题类达似，步即大刘体上齐也包含了姜去噪鱼、特标征检指测（骗或提教取）愁和应做用于冶实际偿这三个方最面。2.数字皂信号塞处理鸽的优渴势:（1）.精度寨高鸦（2）.可重扁复性冠强凉（3）.体积至小元（4）.成本驳低炎（5）.可编疤程：党所以筒灵活扎性强半（6）.实时买性(R喇ea主l-最ti篮me好)强数学:微积补分,线性雨代数,概率,随机易过程,数论,近世凑代数现代匪通信渡原理指、现扭代控馒制理房诚论模式煌识别练、最喇优化申、神易经网增络系统私辨识步、念振动妈测试生物捡医学皆工程信号与系论统,计算猛机３.数字装信号啊处理喜的理筹论：基础发展1.信号凤抽样奥与采策集理斑论;2.信号捡分析打理论:Z变换,离散那傅里哨叶变胃换(D绩FT巩)Hi谢lb规er旧t变换离散颈余弦寇变换(D竞CT氧)离散栗小波扰变换(D斥WT摔)快速捐算法酸理论(F视FT芹)3.离散忌系统撞分析;4.离散胖系统握设计(滤波许器设派计);5.随机围信号径统计僵分析仙理论;6.信号模建模(A惹R,朱M除A,催AR骑MA愤)锣;7.特征努估计(自相悲关函括数,功率讽谱计);8.实现(软件--荐MA右TL佣AB恼;硬件--鲜D贞SP抹);9.应用数字搏信号炭处理藏的理赔论大体粒上可赴以分奔为：一、外经典哥信号画处理二、披统计钟信号轨处理三、疮现代病信号湖处理本学期下学期：随机信号的统计处理（教寄学,科研,开发盈的前完期）DS轮P软件朗包MA渔TL送AB隔S枯ig行na凑l另Pr枯oc馆es携si受ng晕T贱oo从l破Bo史x4数字想信号蹦处理宵的实过现软件贷实现:硬件实现:CPU,MCU,DSPTI产品哲系列DS宋P的